权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

規則性マクロポーラス酸化物担体を用いた固体高分子形燃料電池の高耐久・高性能化

使用规则大孔氧化物载体的聚合物电解质燃料电池的高耐久性和高性能

基本信息

批准号：
22K20482
负责人：
平野知之
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究初年度である2022年度は，高活性かつ高耐久性を有する次世代型の固体高分子形燃料電池（PEFC）用電極触媒の開発に向けて，火炎法を用いた酸化物触媒担体の（1）高比表面積化と（2）マクロポーラス化の検討を行った。（1）酸化物触媒担体の高比表面積化：酸化物ナノ粒子をPEFC用触媒担体に使用するためには，ネットワーク構造を維持しながら高比表面積を有することが求められる。本研究では，燃焼条件（燃料種，酸化剤割合，発熱量など）を調整することにより，酸化物ナノ粒子の凝集度と比表面積の制御を行った。火炎合成における燃焼エンタルピー密度を4.87 kJ/g-gasとすることにより，ネットワーク構造を有しつつ高比表面積を有する酸化物ナノ粒子が得られた。また，得られた酸化物ナノ粒子を触媒担体に用いて，単セルにより発電性能評価を実施し，既存のカーボンとの比較を実施した。発電性能はカーボンに及ばないものの，酸化物への触媒担持量を調整することで活性を示すことを明らかにした。（2）酸化物触媒担体のマクロポーラス化：市販のTiO2ナノ粒子をモデル材料として，火炎法を用いたマクロポーラス粒子の合成を試みた。造孔剤にはポリメタクリル酸メチル（PMMA; 400 nm）を使用した。また，PMMAの急速な反応を防ぎ，十分な自己組織化を誘発するために，火炎の発熱量を減少させて合成実験を行った。また独自に開発した火炎合成プロセスにより，火炎と粒子との直接接触を防いだ。PMMA濃度，粒子捕集位置，火炎内滞留時間を調整することで，粒子内に規則的にマクロ孔を有するマクロポーラスTiO2粒子が得られた。マクロポーラス粒子を構成するTiO2ナノ粒子は焼結しており，強固な骨格を形成していた。

In 2022, the development of electrode catalysts for next-generation polymer fuel cells (PEFC) with high activity and high durability will be discussed, including (1) high specific surface area of acid catalyst support for flame method and (2) development of catalyst. (1) High specific surface area of acidizing agent catalyst support: Acidizing agent particles are used in catalyst support for PEFC. The structure of acidizing agent particles is maintained. The specific surface area is high. In this study, the combustion conditions (fuel species, acidizing agent, heat transfer) were adjusted to control the aggregation degree and specific surface area of acidizing agent particles. Fire synthesis, combustion, density 4.87 kJ/g-gas, structure, high specific surface area, acidity, particles In this paper, the author makes a comparison between the evaluation of the electric conductivity of the catalyst carrier and the existing catalyst carrier. The activity of the catalyst is regulated by the activity of the catalyst. (2) Acidification of catalyst support: synthesis of TiO2 particles by flame method The pore-forming agent is used in the production of PMMA (400 nm). The rapid reaction of PMMA is very difficult to prevent, and the heat emission of fire is reduced. In addition, it is possible to prevent direct contact between fire and particles. PMMA concentration, particle capture position, residence time in the flame, particle size, particle size, TiO2 particles are sintered to form a solid matrix.